Také máte rádi takové to počítadlo státního dluhu? Existuje ještě jedno daleko závažnější. Slunce má datum spotřeby. Za pár miliard let se z něj stane rudý obr a minimálně Merkur a Venuše budou vymazáni ze Sluneční soustavy…a Země možná také.

Kosmický dalekohled Kepler (ale nejen on) objevil v během své primární mise několik cirkumbinárních planet. To jsou takové, které obíhají okolo dvou hvězd současně.

Je docela zajímavé, že všechny tyto planety jsou podobné Neptunu – s průměrem někde okolo 3 až 8,5 Země. Samozřejmě doufáme, také v existenci cirkumbinárních planet podobných Zemi – někdy se jim přezdívá Tatooine podle fiktivní planety z Hvězdných válek.

Cirkumbinární planety jsou hodně zajímavé, pokud přijde řeč na obyvatelnou oblast apod. V nové studii se ale vědci zabývali něčím jiný. Podívali se na evoluci dvojhvězd a také na to, jak dopadne po hořkém konci cirkumbinární planeta.

Konec dvojhvězd probíhá trochu jinak, než tomu bude u Slunce. Pokud jsou obě hvězdy dostatečně blízko od sebe, mohou se v podstatě sloučit do jedné – tzv. společná obálka (viz video níže). Dochází pak ke ztrátě hmoty, ale podobné hvězdy mohou skončit také výbuchem supernovy.

Zajímavé je, že cirkumbinární planeta má mnohem větší šance, než by měla planeta ve Sluneční soustavě. Dokonce i cirkumbinární planeta ve vzdálenosti, která odpovídá oběžné dráze Merkuru, může přežít konec svých sluncí, pokud je souhrnná hmotnost hvězd maximálně 1 Slunce.

Cirkumbinární planeta se bude stěhovat na vzdálenější a protáhlejší dráhu – asi jako kdyby se Venuše přemístila tam, kde obíhá Uran nebo ještě dál.

Pokud je cirkumbinárních planet v systému více, může migrace vést ale i k tomu, že je některá z planet vyhozená ven nebo se dokonce srazí s hvězdami.

Zdroj: Tatooine’s Future: The Eccentric Response of Kepler’s Circumbinary Planets to Common-Envelope Evolution of their Host Stars

Na internetu najdete už nějaký ten pátek moderované rozcestí článků z vědy a techniky. Jedná se o ideální náhradu zrušenou čtečku ScienceWeek.

TechWeek je součástí webu Internetweek.cz a najdete ho ve webové podobě na http://internetweek.cz/week/techweek a také na Facebooku.

Výzkum exoplanet má jeden problém, o kterém se moc nemluví – objevy exoplanet na vzdálenějších drahách nebo chcete-li s delší oběžnou dobou. Jak je najít?

Exoplanetami na vzdálenějších drahách myslíme planety podobné svými dráhovými parametry vnějším planetám Sluneční soustavy. Bavíme se tedy o planetách ve vzdálenosti nad 10, 12 AU a oběžnou dobou řekněme 12, 15 let.

Tyto planety samozřejmě nejsou tak cool jako „druhé Země“ ale pro celkové pochopení vzniku a vývoje planetárních systému musíme znát i situaci ve vzdálenějších oblastech.

Dvě hlavní metody detekce exoplanet nejsou pro objevování těchto planet úplně nejvhodnější. Tranzitní metoda vyžaduje extrémní štěstí. Pravděpodobnost tranzitu s rostoucí vzdáleností od hvězdy klesá a představte si, že vám planeta přece jen přechází před hvězdou – jednou za 12 let a vy máte zrovna dovolenou! Ale vážně: pozorovat alespoň tři tranzity takové planety je v podstatě nemožné.

V případě přímého zobrazení objevujeme planety na vzdálených drahách ale obvykle až příliš vzdálených – srovnatelných s planetou Devět (pokud existuje).

U radiálních rychlostí jsme na tom lépe. V případě vzdálených planet (10 AU a více) vykazuje radiální křivka lineární trend, jak ukazuje obrázek níže. Samotná existence tohoto trendu ale nestačí k serióznímu objevu planety.

Mezinárodní tým astronomů pod vedením japonských vědců spojil dohromady měření radiálních rychlostí a přímé zobrazení. Využil toho, že ve vědě někdy i nic znamená něco.

Tým měl k dispozici radiální rychlosti několika hvězd o hmotnosti 1,5 až 5 Slunce. Našel u nich lineární trend, ale musel odpovědět na otázku, zda je za změnou radiální rychlosti hvězdy planeta nebo něco hmotnějšího – hnědý trpaslík, další hvězda.

K tomu posloužilo přímé pozorování okolí hvězdy přístrojem HiCIAO na dalekohledu Subaru. Vědci hledali v okolí mateřských hvězd další hvězdu, která by vysvětlila pozorovaný trend v radiálních rychlostech. Pokud by nic nenašli, znamená to, že je za trendem objekt, který jednoduše není detekovatelný – v ideálním případě planeta.

Výsledky

• γ Hydra: objeven průvodce o hmotnosti 0,6 Slunce ve vzdálenosti 67 AU.
• HD 5608: objeven průvodce o hmotnosti 0,1 Slunce ve vzdálenosti 40 až 47 AU.
• HS 109272: objeven průvodce o hmotnosti 0,28 Slunce ve vzdálenosti 60 nebo 140 AU.

• Okolo hvězdy HD 14067 by mohl obíhat hnědý trpaslík ve vzdálenosti 10 až 50 AU.
• ι Dra: okolo hvězdy vy mohl obíhat hnědý trpaslík nebo menší hvězda ve vzdálenosti 9 a 31 AU.
• Hvězda 18 Del má vzdáleného průvodce, který se nachází 2200 AU daleko a jeho hmotnost je asi 0,2 Slunce. Tento společník ale nemůže být odpovědný za pozorovaný lineární trend. Okolo hvězdy tak nejspíše obíhá ještě jeden společník ve vzdálenosti 10 až 50 AU s velmi nízkou hmotností – hnědý trpaslík nebo hmotná planeta. Pokud by se objekt pohyboval ve vzdálenosti 10 AU, měl by hmotnost 4 Jupitery.

Kozaiova migrace

Výše popsaný postup by nám do budoucna mohl umožnit udělat si alespoň základní představu o tom, jak to vypadá s planetami na vzdálenějších drahách.

Může zde být ale ještě jeden přínos. U tří zmíněných hvězd byly již dříve objeveny planety měřením radiálních rychlostí. Minimálně dvě z nich se pohybují po protáhlé dráze:

• ι Dra b obíhá ve vzdálenosti 1,3 AU, má hmotnosti 8,8 Jupiterů a výstřednost 0,7 AU.
• HD 14067 b se pohybuje ve vzdálenosti 3,4 AU, má hmotnost 7,8 Jupiterů a výstřednost 0,53.

Gravitační vliv vzdálenějšího průvodce může být příčinou velké výstřednosti a migrace planety. Označuje se to jako Kozaiův mechanismus.

Zdroje: High-Contrast Imaging of Intermediate-Mass Giants with Long-Term Radial Velocity Trends, subarutelescope.org

Exoplanety jsou všude. Nedávno jsme probírali vznik planet u pulsarů, ale pár planet bylo objeveno také okolo hnědých trpaslíků, což jsou nedodělané hvězdy, které nemají dostatečnou hmotnost k zažehnutí klasických termonukleárních reakcí.

Zatím úplně nevíme, jak často se vyskytují planety u hnědých trpaslíků. Je to poměrně zajímavé téma, protože tyto planety by mohly být dostupnější přímým zobrazením (mateřská „hvězda“ nevyzařuje tolik záření a planety nepřezáří). Zajímavý ale může být také průzkum disků u těchto objektů. Můžeme díky nim lépe pochopit vznik planet i Sluneční soustavy.

Planety u hnědých trpaslíků nebo hvězd s velmi malou hmotností budou vznikat podobně jako u „normálnějších“ hvězd – tedy z disku z prachu a plynu.

Anne Boucher (Université de Montréal) a její kolegové prohlédli několik hnědých trpaslíků a méně hmotných hvězd prostřednictvím infračervených přehlídek – pozemské Two-Micron All-Sky Survey (2MASS) a družice WISE.

Infračervený obor spektra je v tomto případě nejlepším nástrojem. Hvězda zahřívá plyn v disku, takže u ní pozorujeme přebytek infračerveného záření.

Vědcům se podařilo objevit disky okolo čtyř nových objektů. Tři z nich mají hmotnost mezi 10 až 20 Jupitery, jeden je hmotnější – kolem 120 Jupiterů.

Protoplanetární disky

Disky můžeme obecně pozorovat v různých fázích vývoje. Na začátku jsou poměrně teplé a bohaté na plyny. Právě v této fázi vznikají planety. U trochu starších hvězd nacházíme už spíše chladnější a na plyn chudší disky. Jedná se v podstatě o zbytky z fáze formování.

Čtyři pozorované objekty jsou členy hvězdných asociací – to jsou hvězdy nebo obecně objekty stejného původu a stáří. Díky tomu můžeme poměrně přesně stanovit věk všech objektů

U všech byly pozorovány ještě poměrně teplé a tedy aktivní disky. Dva z objektů jsou staré přes 40 milionů let a jsou tak vůbec nejstaršími známými objekty, které obklopují disky ve fázi formování planet.

Zdroje: BANYAN. VIII. New Low-Mass Stars and Brown Dwarfs with Candidate Circumstellar Disks, carnegiescience.edu

Velmi zajímavá úvaha vyšla nyní v odborném tisku. Napadlo vás někdy, že mohou existovat exoplanety u nekulatých hvězd?

Přes týden teplo, o víkendu se ochladí… zemské klima je velmi komplikované a  nad Evropou zvláště. My se teď ale podíváme na změny teplot v trochu vesmírnějším měřítku.

Častým chytákem je otázka, proč se na Zemi mění roční období. Mnoho lidí si myslí, že v létě jsme ke Slunci blíže a v zimě jsme naopak od Slunce dál. Paradoxně opak je pravdou. Země se pohybuje okolo Slunce po téměř ale nikoliv přesně kruhové dráze a nejblíže od Slunce (v periheliu) je někdy krátce po Novém roce. Ke střídání ročních období dochází samozřejmě kvůli sklonu zemské osy.

V případě některých exoplanet to takto rozhodně není a excentricita je něco, co musíme brát v úvahu při diskusích o obyvatelnosti. Pokud se planeta pohybuje po protáhlé dráze a dostává se mimo obyvatelnou oblast, může to být problém. Bohužel výstřednost dráhy je jedním z těch údajů, který se zjišťuje trochu hůře.

Nekulaté hvězdy

Dobře. Protáhlá dráha je jednoduchá věc. John P. Ahlers se ve své práci zaobíral v určitém ohledu podobnou ale mnohem více cool možností.

Ve vesmíru platí, že čím je objekt hmotnější, tím je kulatější. Máme to dokonce v definici planety. Hvězdy jsou relativně přesné koule. Obvykle. Známe případy, kdy okolo hvězdy obíhá obří planeta, kterou svou gravitací deformuje tvar své mateřské hvězdy (třeba Kepler-13 A b). Samostatnou kapitolou jsou těsné dvojhvězdy apod.

Ale existuje ještě jeden scénář. Pokud hvězda rychle rotuje, dochází k její deformaci, kterou bychom si mohli s trochou nadsázky přirovnat k ragbyovému míči.

V případě Slunce byste ve vzdálenosti 1 AU obdrželi stejné množství záření ve všech směrech, ale u „nekulatých“ hvězd to tak nebude.

Rovníková oblast hvězdy je vypouklá směrem ven, což vede k tomu, že je dál od středu hvězdy, má nižší hustotu a také teplotu. Říká se tomu gravitační ztmavnutí.

Naopak u pólů je situace přesně opačná. Póly hvězdy se dostávají ke středu hvězdy blíže a teplota je tam tak vyšší.

Důsledkem jsou teplotní rozdíly mezi jednotlivými částmi hvězdy. Nyní si představte, že okolo hvězdy obíhá planeta.

Pro zjednodušení řekněme, že obíhá po kruhové dráze, ale a to je hodně důležité – po dráze, která je skloněná vůči rovině rovníku hvězdy. Není to nereálný scénář, takové planety nacházíme, i když obvykle u horkých jupiterů.

Planeta u nekulaté hvězdy bude mít mnohem komplikovanější „střídání ročních období“ a také se může výrazně lišit rovnovážná teplota na povrchu planety (tedy teplota bez vlivu atmosféry). U planety, které se pohybuje nad póly hvězdy, bude až o 15 % větší.

Není to přitom jen o množství záření, ale také o jeho „typu“. Polární oblasti, kde je vyšší teplota, budou více zářit v oblasti škodlivého ultrafialového záření. Planeta se sklonem roviny oběžné dráhy 90 stupňů (obíhající tedy přímo nad póly) by dostávala až o 80 % více UV záření.

Zdroje:

• Gravity-Darkened Seasons: Insolation Around Rapid Rotators
• Obrázek: Johann Schwarz, CC BY 2.0, flickr.com

Když už je v médiích řeč o vodě na Jupiterově měsíci Europa, možná by vás mohly zajímat záznamy přednášek z Astrobiologického semináře, který probíhá na Přírodovědecké fakultě UK.

Seznam obsahuje 6 přednášek, mezi kterými snadno přepnete šipkami dole ve videu.

Astronomové objevili exoplanetu, u které ještě určitě uslyšíme. Jedná se o horkého jupitera s velmi krátkou oběžnou dobou.

KELT-16b je skutečně pekelným světem. Planeta obíhá okolo hvězdy větší, hmotnější a teplejší než Slunce s periodou menší než jeden den!

Samotná planeta rozhodně nepatří mezi planetární drobotinu. KELT-16b je 1,4x větší a 2,7x hmotnější než Jupiter. Jeho hustota je 1200 kg/m³. Planeta obíhá tak blízko od své hvězdy, že se její teplota bude pohybovat okolo 2500 Kelvinů. Pokud byste si chtěli vychutnat podobnou teplotu, stačí si před startem stoupnout pod některou z raket.

Za objevem exoplanety stojí jeden z dalekohledů KELT. Jedná se lovce tranzitujících exoplanet u jasných hvězd (8-11 mag). Dalekohledy se nachází v Arizoně a v JAR a disponují velkým zorným polem 26×26 stupňů.

V úvodu jsme psali, že o exoplanetě ještě uslyšíme. KELT-16b se zařadil mezi hrstky obřích planet s oběžnou dobou kratší než 1 den. Patří sem ještě WASP-18b, WASP-19b, WASP-43b, WASP-103b a HATS-18b.

Mateřská hvězda je poměrně jasná. To vše dělá z KELT-16b ideální cíl pro transmisní spektroskopii, kdy se získá spektrum hvězdy během tranzitu planety. Atmosféra planety pak ve spektru zanechá svůj otisk.

Mateřská hvězda má pravděpodobně vzdáleného průvodce, jehož vliv je zřejmě odpovědný za migraci planety směrem k hvězdě.

Zdroj: KELT-16b: A highly irradiated, ultra-short period hot Jupiter nearing tidal disruption

Mezinárodní tým astronomů pod vedením české astronomy Marie Hrudkové pravděpodobně objevil exoplanetu u obří hvězdy.

Marie Hrudková, která momentálně působí na Kanárských ostrovech (Isaac Newton Group of Telescopes) a její kolegové hlásí možný objev exoplanety u hvězdy HD 175370.

HD 175370 je jednou z 95 obřích hvězd, které se ocitly v hledáčku týmu. U některých obřích hvězd se metodou měření radiálních rychlostí hledají exoplanety poměrně špatně. V jejich spektrech je kvůli vysokým teplotám nedostatek čar a lovcům exoplanet nepomůže ani vyšší rotace těchto hvězd. Jak se ale hvězda posouvá v rámci HR diagramu, zvětšuje se, chladne a snižuje rychlost rotace. Postupně se tak stává dostupnou pro přesnější měření radiálních rychlostí.

Hvězda HD 175370 se nacházela v zorném poli Keplera v rámci první mise, takže vědci mohli využít data z kosmického dalekohledu k upřesnění parametrů hvězdy. HD 175370 má sice hmotnost podobnou Slunci ale její velikost je přibližně 23x větší.

Od března 2010 byla hvězda pozorována spektrografem na německém dvoumetrovém dalekohledu Alfreda Jensche a od května 2011 pomoci spektrogramu HERMES na 1,2 m dalekohledu Mercator na Kanárských ostrovech.

Měření radiálních rychlostí odhalilo pravděpodobnou planetu s hmotností nejméně 4,6 Jupiteru a oběžnou dobou necelých 350 dní. HD 175370 má kromě toho také hvězdného průvodce, který okolo ní oběhne přibližně za 88 let.

Systém HD 175370 je jedním z mála binárních systémů (dvojhvězd) s hmotnou planetou, takže může být důležitý pro pochopení vzniku planet u dvojhvězd.

Zpochybněna planeta, která už dostala i jméno

Je vhodné upozornit, že exoplanetu je potřeba brát stále jen jako kandidáte. Za změřeným signálem totiž může být i činnost samotné hvězdy.

Autoři při této příležitosti upozorňují na případ exoplanety 42 Draconis b. Jedná se o podobný systém – obří hvězda spektrální třídy K s velmi hmotnou planetou s oběžnou dobou 480 dní.

Problém je, že podobný tým (tentokrát vedený Artiem Hatzesem) provedl v posledních letech měření radiálních rychlostí této hvězdy a existenci planety zpochybňuje! Pro ověření její existence přitom byly použity stejné nástroje jako v případě HD 175370 b.

Vtipné je, že 42 Draconis b je jednou z hrstky exoplanet, kterou Mezinárodní astronomická unie před časem vybrala pro kampaň Name Exo Worlds. Lidé mohli navrhovat a následně hlasovat pro jména exoplanet. 42 Draconis b dostala nakonec jméno Orbitar.

Studie o zpochybnění existence 42 Draconis b se připravuje.

Zdroj: The discovery of a planetary candidate around the evolved low-mass Kepler giant star HD 175370